Энергия и плотность энергии магнитного поля Для вывода формулы энергии магнитного поля рассмотрим соленоид, по виткам которого идет ток. Тогда в объеме соленоида и вокруг него возникает магнитное поле (рис. 19.9).  Рис. 19.9. При изменении магнитного потока dF, вызванного изменением силы тока в соленоиде на di, совершается работа: . (19.12) Т.к. , то . Проинтегрировав, получим: . (19.13) По закону сохранения и превращения энергии совершенная работа равна энергии магнитного поля соленоида, т.е. : , Используя формулу для индуктивности соленоида для энергии магнитного поля, имеем: , (19.14) где V=lS- объем соленоида. Тогда плотность энергии магнитного поля: . В изотропной среде вектора B и H коллинеарные. Для анизотропной среды плотность энергии магнитного поля: . (19.15) Тесты к лекции №19. Тест 19.1.Дайте определение индукционного тока: £ ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур £ ток, возникающий в незамкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур £ ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре под воздействием магнитного поля £ ток, возникающий в замкнутом контуре под воздействием электромагнитной индукции £ ток, возникающий в замкнутом контуре под воздействием постоянного магнитного поля Тест 19.2.Формулировка «Электромагнитная индукция в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения электромагнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром» - это… £ сила Ампера £ правило Ленца £ закон Фарадея £ закон Ома £закон Дюлонга-Пти Тест 19.3.Что является энергетической мерой индуцированного электрического поля? £ сила Лоренца £ индукционный ток £ ЭДС £ элементарный электрический заряд £ плотность тока Тест 19.4.В каких единицах измеряется ЭДС электромагнитной индукции? £ Вольт £ Ватт £ Ампер £ Вебер £ Генри Тест 19.5.Что является причиной возникновения индукционного тока? £ сила Лоренца £ сила Фарадея £ сила Ньютона £ сила тяжести £изменяющееся магнитное поле Получение переменной ЭДС. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор[11] 20.1. Получение переменной ЭДС. 20.2. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. 20.3. Резонанс в последовательной и параллельной цепи. 20.4. Проблема передачи электроэнергии на расстояние, трансформатор. Получение переменной ЭДС Рассмотрим контур АВСD, вращающийся с частотой w, в постоянном магнитном поле, причем АВ(СD) всегда перпендикулярна направлению поля (рис. 20.1).  Рис. 20.1. При этом на электроны в контуре действует сила Лоренца, направление которой указано на рисунке 20.2.  Рис. 20.2. Под действием этой силы электроны в контуре приходят в движение, т.е. возникает электрический ток: при t=0 , и спустя . Таким образом, через половину периода направление тока в рамке изменяется на противоположное. Угол поворота рамки определится как: j=wt. (20.1) По закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС в рамке определяется соотношением: (20.2) где F = BS cos j – магнитный поток, пронизывающий рамку. Получим:  Вывод: ЭДС индукции в рамке изменяется по гармоническому закону.  Рис. 20.3. |